KR20220067188A

KR20220067188A - 볼트 공급 장치

Info

Publication number: KR20220067188A
Application number: KR1020200153616A
Authority: KR
Inventors: 한재민
Original assignee: 아트라스콥코 코리아 주식회사
Priority date: 2020-11-17
Filing date: 2020-11-17
Publication date: 2022-05-24
Also published as: JP7411617B2; KR102495189B1; JP2022080282A; CN114505677A; EP4000794A1; US11766749B2; US20220152754A1

Abstract

작업 속도 및 생산성을 향상시킴과 아울러 로봇 구동에 따른 각종 간섭과 트러블을 방지할 수 있도록 개선된 볼트 공급 메커니즘을 갖는 볼트 공급 장치가 개시된다. 볼트 공급 장치는 복수개의 볼트를 인덱싱하는 회전형 매거진; 및 상기 회전형 매거진의 볼트를 하나씩 픽업하여 드라이빙 작업을 수행하는 드라이빙 비트를 갖는 너트 러너를 포함하여 이루어지고, 상기 회전형 매거진은, 원주 방향으로 복수개의 볼트를 수용하며 회전에 의해 볼트를 상기 너트 러너로 위치시키는 터렛을 구비한다.

Description

볼트 공급 장치{DEVICE FOR SUPPLYING BOLT}

본 발명은 볼트 공급 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 로봇을 이용하여 볼트를 원하는 위치로 다양한 자세에서 자동 공급할 수 있는 볼트 공급 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 볼트는 두 물체를 체결하는데 사용하는 것으로서 자동차 제조 공정 등 다양한 산업 분야에서 사용된다. 이러한 자동화된 제조 시스템에서 볼트를 자동으로 공급하는 시스템은 여러가지가 있으며, 이하에서는 대표적인 두 가지 방법을 예를 들어 설명한다.

일예로, 종래의 볼트 공급 시스템은 파츠피더(Part's Feeder)에서 무작위로 공급되는 볼트를 하나씩 정렬하여 드라이버 비트로 픽업한 후 목적지까지 이송하여 드라이빙 작업을 수행한다. 하지만, 이러한 볼트 공급 시스템은 파츠피더에서 정렬하여 나오는 볼트 위치까지 로봇이 이동하게 됨에따라 로봇 반경이 멀어지게 되고 작업 속도 및 생산성이 저하되는 문제가 있다.

다른 예로, 종래의 볼트 공급 시스템은 파츠피더에서 공급되는 볼트를 에어를 이용하여 슈팅 방식으로 호스를 통해 공급하는 방식으로, 볼트가 Y척안에 들어오게 되면 드라이버 비트가 하강하여 볼팅을 수행한다. 하지만, 이러한 볼트 공급 시스템은 호스가 로봇 암부에 결합되어 따라다니기 때문에 각종 간섭문제와 트러블이 발생하는 문제가 있다.

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 작업 속도 및 생산성을 향상시킴과 아울러 로봇 구동에 따른 각종 간섭과 트러블을 방지할 수 있도록 개선된 볼트 공급 메커니즘을 갖는 볼트 공급 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 볼트 공급 장치는 복수개의 볼트를 인덱싱하는 회전형 매거진; 및 상기 회전형 매거진의 볼트를 하나씩 픽업하여 드라이빙 작업을 수행하는 드라이빙 비트를 갖는 너트 러너를 포함하여 이루어지고, 상기 회전형 매거진은, 원주 방향으로 복수개의 볼트를 수용하며 회전에 의해 볼트를 상기 너트 러너로 위치시키는 터렛을 구비한다.

상기 터렛을 회전시키고 상기 회전형 매거진을 너트 러너를 향해 이송시키는 로봇 모듈을 포함한다.

상기 로봇 모듈은: 터렛의 센터홀에 연결되어 터렛을 회전시키는 로테이션모터; 및 상기 로테이션모터를 z축 방향으로 이동시켜 회전형 매거진을 드라이빙 비트를 향해 이송시키는 z축 이송부를 구비한다.

상기 로봇 모듈은, 상기 z축 이송부를 z축에 대해 직교하는 방향으로 이동시켜 회전형 매거진을 드라이빙 비트를 향해 이송시키는 x축 이송부를 더 구비한다.

상기 회전형 매거진은 터렛을 회전 가능하게 지지하는 하우징을 구비하고, 상기 하우징에 드라이빙 비트를 통과 가능하게 하는 절개부가 형성된다.

상기 하우징의 축 방향으로 적어도 일측에 클램핑 돌기가 형성되고, 상기 로봇 모듈에 클램핑 돌기를 삽입시켜 클램핑 돌기를 결합 및 결합해제하는 클램프 실린더가 구비된다.

상기 터렛의 원주 방향 둘레를 따라 볼트를 수용하는 수용홈이 요입 형성되며, 상기 수용홈은 볼트몸체보다 큰 단면적으로 이루어지고 볼트헤드보다 작은 단면적으로 이루어진다.

상기 수용홈의 측면에 볼트몸체를 고정시키는 마그넷이 구비된다.

상기 회전형 매거진의 축 방향으로 로봇 모듈의 반대측에서 복수개의 회전형 매거진을 결합 가능하게 이루어지는 매거진셔틀을 포함하며, 상기 매거진셔틀은 상기 터렛을 회전시키고, 볼트가 채워진 회전형 매거진 또는 볼트가 비워진 회전형 매거진을 결합시킨다.

상기 매거진셔틀은 터렛의 센터홀에 연결되어 터렛을 회전시키는 셔틀모터를 구비하며, 상기 회전형 매거진은 터렛을 회전 가능하게 지지하는 하우징을 구비하고, 상기 하우징의 축 방향으로 양측에 클램핑 돌기가 형성되며, 상기 매거진셔틀은 클램핑 돌기를 삽입시켜 클램핑 돌기를 결합 및 결합해제하는 셔틀 클램프 실린더를 구비하고, 상기 셔틀모터 및 셔틀 클램프 실린더는 복수개의 쌍으로 이루어진다.

상기 매거진셔틀을 이동시켜 회전형 매거진을 볼트를 정렬하여 공급하는 파츠피더로 이송시키는 셔틀 이송부를 더 구비한다.

상기 회전형 매거진에 장착하려는 볼트의 개수가 n개인 경우, 상기 수용홈의 개수는 n+1개로 이루어진다.

상기 드라이빙 비트는 볼트헤드와의 결합시 자체로 회전되어 볼트헤드와 맞물린다.

본 발명에 따른 볼트 공급 장치는 회전형 매거진의 구성을 통해, 그리고 너트 러너 및 드라이빙 비트가 정지한 상태로 로봇 모듈의 작동을 통해 볼트 공급을 수행함에 따라, 작동에 따른 행정거리를 단축시키고 사이클타임을 감소시켜 작업 속도 및 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 볼트 공급 장치는 회전형 매거진의 최적화된 구조를 통해 로봇 자세의 제한을 받지 않고 다양한 자세에서 볼트 공급을 수행할 수 있으며, 로봇 구동에 따른 각종 간섭과 트러블을 효율적으로 방지할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전형 매거진을 도시한 사시도이고,
도 2는 도 1의 분리 사시도이며,
도 3은 도 1의 A-A선을 따른 단면도이고,
도 4는 도 1의 B-B선을 따른 단면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전형 매거진과 로봇 모듈의 결합 상태를 도시한 사시도이고,
도 6은 도 5의 분리 사시도이며,
도 7은 도 5의 C-C선을 따른 단면도이고,
도 8은 도 5의 D-D선을 따른 단면도이며,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 매거진셔틀을 도시한 사시도이고,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 매거진셔틀 도시한 정면도이며,
도 11 내지 도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 볼트 공급 장치의 작동 과정을 설명한 것이다.

이하 첨부된 도면에 따라서 볼트 공급 장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 볼트 공급 장치는 회전형 매거진(10)과, 너트 러너(30)와, 로봇 모듈(50)과, 매거진셔틀(20)을 포함하여 이루어진다. 이하의 설명에서, 도 5의 z축 방향이 상하 방향이다. 하지만, x,y,z 방향은 설명의 편의를 위해 임의로 설정한 것이며, 설치환경에 따라 그 방향은 달라질 수 있다.

회전형 매거진(10)은 터렛(11)과, 하우징(13)과, 클램핑 돌기(14)(15)를 구비하며, 복수개의 볼트(90)를 인덱싱 가능하도록 이루어진다. 회전형 매거진(10)은 복수개의 볼트(90)를 장착 가능하고, 로봇 모듈(50) 또는 매거진셔틀(20)에 대해 탈착 가능하고 포터블(Portable)하게 구현된다. 회전형 매거진(10)에 장착된 볼트(90)는 하나씩 너트 러너(30)에 공급될 수 있도록 구성된다.

터렛(11)은 원주 방향으로 복수개의 볼트(90)를 수용하며 회전에 의해 볼트(90)를 너트 러너(30)로 위치시키는 기능을 한다. 터렛(11)은 z축 방향으로 일정 두께를 갖는 원형판 형상으로 이루어진다. 터렛(11)의 원주 방향 둘레를 따라 수용홈(112)이 터렛(11)의 측면으로부터 요입 형성된다. 수용홈(112)은 z축 방향으로 터렛(11)의 양면을 관통하게 형성되며, 볼트(90)를 삽입시켜 수용한다. 볼트(90)는 볼트헤드(91)와 볼트몸체(92)로 이루어진다.

수용홈(112)은 볼트몸체(92)보다 큰 단면적으로 이루어지고, 볼트헤드(91)보다 작은 단면적으로 이루어진다. 볼트(90)가 회전형 매거진(10)에 장착되면, 볼트몸체(92)는 수용홈(112)에 삽입되며 볼트헤드(91)는 터렛(11)의 상면에 걸쳐진다. 수용홈(112)의 개수는 회전형 매거진(10)의 용량과 사이즈 등에 따라 그 개수를 적절히 가감할 수 있고, 2개, 4개, 6개, 8개, 10개, 12개, 16개, 24개 등 다양하게 구현 가능하다.

한편, 회전형 매거진(10)에 장착하려는 볼트(90)의 개수가 n개인 경우, 수용홈(112)의 개수는 n+1개로 이루어지는 것이 바람직하다. 본 실시 예에서, 회전형 매거진(10)에 장착되는 볼트(90)의 개수는 8개이며, 수용홈(112)의 개수는 9개이다. 이와 같이, 장착하려는 볼트(90)의 개수보다 수용홈(112)을 한개 더 여유있게 구성함으로써, 회전형 매거진(10)이 거꾸로 매달려 작업되는 환경인 경우, 볼트(90)가 장착되지 않은 빈 수용홈(112)을 하우징(13)의 절개부(131)에 위치시켜 볼트(90)가 하우징(13)에 막혀 낙하하는 것이 방지된다.

수용홈(112)의 측면에는 자력을 갖는 마그넷(16)이 구비된다. 마그넷(16)은 볼트몸체(92)를 자력에 의해 고정시키며, 일정힘 이상이 작용하면 고정상태를 해제한다. 마그넷(16)은 수용홈(112)의 측면에 홈을 형성하고 이 홈에 내장 삽입함으로써 터렛(11)에 결합될 수 있다. 마그넷(16)은 일정힘 이하의 범위에서 볼트(90)를 임시 고정함으로써, 드라이빙 비트(31)가 볼트헤드(91)와의 결합을 위해 회전시 볼트(90)가 헛도는 것을 잡아준다.

터렛(11)의 하부에는 지지축(113)이 연장 형성되며, 지지축(113)은 베이스판(12)에 의해 회전 지지된다. 터렛(11)의 직경 방향으로 중심에는 센터홀(111)이 z축 방향을 관통하게 형성된다. 센터홀(111)은 비원형으로 형성되며, 원의 양측을 절단한 형상으로 이루어진다. 센터홀(111)은 후술할 로테이션모터(51)의 결합키(511)와 셔틀모터(22)의 결합키(221)를 삽입시켜, 각각을 회전 방향으로 구속한다. 터렛(11)은 로테이션모터(51) 또는 셔틀모터(22)의 회전력에 의해 일정 각도씩 회전된다.

하우징(13)은 터렛(11)을 덮어 커버하는 케이스 기능을 하는 것으로서, z축 방향으로 하부에 베이스판(12)이 체결되어. 대략 원통 형상을 이룬다. 하우징(13)에는 드라이빙 비트(31)를 통과 가능하게 하는 절개부(131)가 형성된다. 절개부(131)를 통해 볼트(90)는 회전형 매거진(10)에 장착되거나 회전형 매거진(10)으로부터 분리된다. 즉, 볼트(90)가 터렛(11)에 장착된 상태에서 볼트(90)는 절개부(131)를 통해서만 분리될 수 있으며, 절개부(131)에 위치하지 않은 볼트(90)들은 하우징(13)에 의해 막혀있다. 하우징(13)의 상면에는 로테이션모터(51)의 결합키(511)가 터렛(11)의 센터홀(111)에 삽입될 수 있도록 개구홀(132)이 형성된다.

터렛(11)의 지지축(113)은 베이스판(12)에서 z축 방향으로 상부로 연장된 보스(123)에 형성된 지지홀(121)에 회전 가능하게 삽입되어, 하우징(13)이 터렛(11)을 회전 가능하게 지지한다. 회전형 매거진(10)은 z축 방향으로 터렛(11)의 양측에 터렛(11)을 회전 가능하게 연결하는 부싱(17)(18)을 구비한다. 베이스판(12)에는 하중을 줄이고 구조적 강도를 향상시키기 위해 복수의 살빼기홀(122)이 형성될 수 있다.

클램핑 돌기(14)(15)는 하우징(13)의 축 방향으로 적어도 일측에 형성되며, 본 실시 예에서는 하우징(13)의 z축 방향 양측에 한 쌍의 클램핑 돌기(14)(15)가 형성된다. 하우징(13)의 일측(상측)에 형성된 클램핑 돌기(14)는 로봇 모듈(50)에 구비된 클램프 실린더(55)에 클램핑(Clamping)되며, 타측(하측)에 형성된 클램핑 돌기(15)는 매거진셔틀(20)에 구비된 셔틀 클램프 실린더(23)에 클램핑된다.

너트 러너(30)는 회전형 매거진(10)에 장착된 볼트(90)를 하나씩 픽업하여 원하는 작업장소로 이송 및 볼팅 작업 등을 수행하는 것으로서, 드라이빙 비트(31)를 구비한다. 드라이빙 비트(31)는 회전형 매거진(10)의 볼트(90)를 하나씩 픽업하여 드라이빙 작업을 수행한다. 드라이빙 비트(31)는 볼트헤드(91)와의 결합시 자체로 회전되어 볼트헤드(91)와 맞물린다. 이 때, 볼트(90)는 터렛(11)에 구비된 마그넷(16)에 임시고정되어 볼트(90)가 헛돌지 않고 볼트헤드(91)가 드라이빙 비트(31)에 삽입된다.

로봇 모듈(50)은 터렛(11)을 회전시키고 회전형 매거진(10)을 너트 러너(30)를 향해 이송시키는 것으로서, x축 이송부(70)와, z축 이송부(60)와, 로테이션모터(51)와, 클램프 실린더(55)를 구비한다. 로봇 모듈(50)은 x축 이송부(70), z축 이송부(60), 로테이션모터(51) 및 클램프 실린더(55)가 하나의 모듈로 구성되며, 너트 러너(30)가 설치된 본체에 고정 설치되거나 그 밖의 작업공간 적소에 고정 설치될 수 있다.

x축 이송부(70)는 z축 이송부(60)를 z축에 대해 직교하는 방향으로 이동시켜, 회전형 매거진(10)을 드라이빙 비트(31)를 향해 이송시킨다. 이 경우, z축에 대해 직교하는 방향은 x축 방향 또는 y축 방향일 수 있다. 즉, x축 이송부(70)는 회전형 매거진(10)을 x축 방향으로 이송시키거나, y축 방향으로 이송시키거나, x축 및 y축 방향으로 모두 이동시킬 수 있다. 또한, x축 이송부(70)는 회전형 매거진(10)을 직선 이송시키거나, 설치환경이나 작업환경에 따라 곡선 이동시키도록 구현하는 것도 가능하다.

x축 이송부(70)는 x축 이송실린더(71)와 x축 이송블럭(72)을 구비한다. x축 이송블럭(72)은 x축 이송실린더(71)에 x축 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결된다. x축 이송실린더(71)는 일측에 에어입출포트(711)를 구비하며, 공압에 의해 x축 이송블럭(72)을 x축 방향으로 전진 또는 후진시킨다. 아울러, x축 이송블럭(72)에는 체결브라켓(73)이 결합되어, x축 이송블럭(72) 및 체결브라켓(73)은 일체로 왕복 이동된다.

z축 이송부(60)는 로테이션모터(51)를 z축 방향으로 이동시켜, 회전형 매거진(10)을 드라이빙 비트(31)를 향해 이송시킨다. z축 이송부(60)는 z축 이송실린더(61)와 z축 이송블럭(62)을 구비한다. z축 이송블럭(62)은 z축 이송실린더(61)에 z축 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결된다. z축 이송실린더(61)는 일측에 에어입출포트(611)를 구비하며, 공압에 의해 z축 이송블럭(62)을 z축 방향으로 전진 또는 후진시킨다.

아울러, z축 이송블럭(62)에는 체결브라켓(63)이 결합되어, z축 이송블럭(62) 및 체결브라켓(63)은 일체로 왕복 이동된다. 체결브라켓(63)에는 로테이션모터(51)를 고정하기 위한 모터용브라켓(631)과 클램프 실린더(55)를 고정하기 위한 실린더용브라켓(632)이 일체로 결합된다. 모터용브라켓(631)의 상부에는 로테이션모터(51)의 정위치를 센싱하는 센서(56)가 설치될 수 있다. 센서(56)는 로테이션모터(51)가 스텝핑모터로 구성될 경우 정위치 정보를 피드백하는데 유용하게 사용될 수 있다.

로테이션모터(51)는 모터용브라켓(631)에 결합되어, z축 이송블럭(62)과 함께 일체로 z축 방향으로 이동된다. 로테이션모터(51)는 터렛(11)의 센터홀(111)에 연결되어 터렛(11)을 일정 각도씩 회전시킨다. 로테이션모터(51)의 회전축(512)에는 결합키(511)가 결합된다. 회전축(512)과 결합키(511)는 축 방향에 대해 직교하는 방향으로 스크류를 체결하여 서로 체결될 수 있다. z축 이송블럭(62)이 하강하면 로테이션모터(51)의 결합키(511)는 터렛(11)의 센터홀(111)에 삽입되며, z축 이송블럭(62)이 상승하면 로테이션모터(51)의 결합키(511)는 터렛(11)의 센터홀(111)에서 분리된다.

클램프 실린더(55)는 실린더용브라켓(632)에 결합되어, z축 이송블럭(62)과 함께 일체로 z축 방향으로 이동된다. 클램프 실린더(55)는 로테이션모터(51)에 대해 y축 방향으로 이격되며 일렬로 배치된다. 또한, 클램프 실린더(55)는 로봇 모듈(50)에 회전형 매거진(10)의 클램핑 돌기(14)가 삽입되었을 때 클램핑 돌기(14)를 결합 및 결합해제하는 역할을 한다. z축 이송블럭(62)이 하강하면, 클램핑 돌기(14)는 클램프 실린더(55)에 형성된 클램프홈에 삽입되고 클램프 실린더(55)가 작동하여 클램핑 돌기(14)를 고정한다. 반대로, 클램프 실린더(55)가 작동하여 클램핑 돌기(14)의 고정상태를 해제한 후 z축 이송블럭(62)이 상승하면, 클램핑 돌기(14)는 클램프 실린더(55)의 클램프홈에서 분리된다.

매거진셔틀(20)은 회전형 매거진(10)의 축 방향으로 로봇 모듈(50)의 반대측에서 복수개의 회전형 매거진(10)을 결합 가능하게 이루어진다. 또한, 매거진셔틀(20)은 터렛(11)을 회전시키고, 볼트(90)가 채워진 회전형 매거진(10) 또는 볼트가 비워진 회전형 매거진(10)을 결합시키는 기능을 한다. 매거진셔틀(20)은 메인몸체(21)와, 셔틀모터(22)와, 셔틀 클램프 실린더(23)와, 셔틀 이송부(25)를 포함하여 이루어진다.

메인몸체(21)는 셔틀블럭(26)의 상부에 결합된다. 셔틀모터(22)는 메인몸체(21)에 결합되며, 터렛(11)의 센터홀(111)에 연결되어 터렛(11)을 회전시킨다. 셔틀모터(22)의 회전축(222)에는 결합키(221)가 결합된다. 회전축(222)과 결합키(221)는 축 방향에 대해 직교하는 방향으로 스크류를 체결하여 서로 체결될 수 있다.

회전형 매거진(10)이 결합된 로봇 모듈(50)의 z축 이송블럭(62)이 하강하면, 셔틀모터(22)의 결합키(221)는 터렛(11)의 하면에 형성된 센터홀(111)에 삽입된다. 반대로, 회전형 매거진(10)이 결합된 로봇 모듈(50)의 z축 이송블럭(62)이 상승하면, 셔틀모터(22)의 결합키(221)는 터렛(11)의 하면에 형성된 센터홀(111)에서 분리된다. 셔틀모터(22)의 일측에는 셔틀모터(22)의 정위치를 센싱하는 센서(27)가 설치될 수 있다. 센서(27)는 셔틀모터(22)가 스텝핑모터로 구성될 경우 정위치 정보를 피드백하는데 유용하게 사용될 수 있다.

셔틀 클램프 실린더(23)는 메인몸체(21)에 결합되고, 셔틀모터(22)에 대해 y축 방향으로 이격되며 일렬로 배치된다. 셔틀 클램프 실린더(23)는 매거진셔틀(20)에 회전형 매거진(10)의 클램핑 돌기(15)를 삽입시켜 클램핑 돌기(15)를 결합 및 결합해제한다. 셔틀모터(22) 및 셔틀 클램프 실린더(23)는 복수개의 쌍으로 이루어진다. 본 실시 예에서, 셔틀모터(22) 및 셔틀 클램프 실린더(23)는 두 개의 쌍으로 이루어지며, 그 개수를 적절히 가감할 수 있다.

회전형 매거진(10)이 결합된 로봇 모듈(50)의 z축 이송블럭(62)이 하강하면, 클램핑 돌기(15)는 셔틀 클램프 실린더(23)에 형성된 클램프홈(231)에 삽입되고 셔틀 클램프 실린더(23)가 작동하여 클램핑 돌기(15)를 고정한다. 반대로, 셔틀 클램프 실린더(23)가 작동하여 클램핑 돌기(15)의 고정상태를 해제한 후 회전형 매거진(10)이 결합된 로봇 모듈(50)의 z축 이송블럭(62)이 상승하면, 클램핑 돌기(15)는 셔틀 클램프 실린더(23)의 클램프홈(231)에서 분리된다.

셔틀 이송부(25)는 셔틀블럭(26)을 y축 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결시킨다. 셔틀 이송부(25)는 매거진셔틀(20)을 이동시켜, 회전형 매거진(10)을 파츠피더(40)로 이송시키는 기능을 한다. 파츠피더(40)는 진동 방식 등에 의해 무작위의 볼트(90)들을 정렬하여 정렬피더로 하나씩 공급하여 회전형 매거진(10)에 볼트(90)를 장착할 수 있도록 구성된다.

이제, 도 11 내지 도 16을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 볼트 공급 장치의 작동 과정을 설명한다.

먼저, 매거진셔틀(20)의 작동 과정을 살펴보면, 도 11에 도시된 것처럼, 매거진셔틀(20)에 볼트가 채워진 회전형 매거진(10)이 대기하고 있다. 상기 회전형 매거진(10) 옆에 위치한 셔틀모터의 결합키에 볼트가 비워진 회전형 매거진(10')이 장착된다. 볼트가 비워진 회전형 매거진(10')은 로봇 모듈(50)에 의해 하강하고 언클램핑되어 로봇 모듈(50)로부터 분리되며 매거진셔틀(20)에 클램핑된다. 이후에, 로봇 모듈(50)은 볼트가 채워진 회전형 매거진(10)을 클램핑한다.

도 12를 참조하면, 셔틀 이송부(25)는 매거진셔틀(20)을 파츠피더(40)의 위치로 이동시킨다. 볼트가 비워진 회전형 매거진(10')은 파츠피더(40)의 정렬피더에 위치하며, 파츠피더(40)로부터 공급되는 볼트(90)를 하나씩 장착한다. 이 때, 셔틀모터(22)는 터렛(11)을 일정 각도씩 회전시켜 볼트(90)가 하나씩 터렛(11)에 인덱싱되도록 한다.

도 13의 좌측 도면은 로봇 모듈(50)에 회전형 매거진(10)이 장착되기 전의 상태를 도시한 것이며, 우측 도면은 로봇 모듈(50)에 회전형 매거진(10)이 장착된 상태를 도시한 것이다. 도 14를 참조하면, 로봇 모듈(50)의 x축 이송부(70)는 회전형 매거진(10)을 너트 러너(30)의 드라이빙 비트(31)를 향해 이송시킨다. 이후에, 로테이션모터(51)는 터렛(11)을 일정 각도 회전시켜 볼트(90)를 드라이빙 비트(31)의 위치로 정렬한다.

도 15를 참조하면, 드라이빙 비트(31)의 회전과 함께 z축 이송부(60)가 회전형 매거진(10)을 드라이빙 비트(31)를 향해 전진시켜, 볼트(90)가 드라이빙 비트(31)에 삽입 및 결합된다. 드라이빙 비트(31)에 볼트(90)가 삽입 및 결합되면, z축 이송부(60)는 회전형 매거진(10)을 드라이빙 비트(31)로부터 멀어지도록 후진시킨다.

도 16을 참조하면, x축 이송부(70)는 회전형 매거진(10)을 너트 러너(30)의 드라이빙 비트(31)로부터 멀어지도록 이송시킨다. 이후에, 너트 러너(30)는 180°반전하며, 드라이빙 작업을 수행한다. 아울러, 볼트가 비워진 회전형 매거진(10)은 로봇 모듈(50)에 의해 도 11과 같이 매거진셔틀(20)에 클램핑된다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 볼트 공급 장치는 회전형 매거진(10)의 구성을 통해, 그리고 너트 러너(30) 및 드라이빙 비트(31)는 정지한 상태로 로봇 모듈(50)의 작동을 통해 볼트 공급을 수행함에 따라, 작동에 따른 행정거리를 단축시키고 사이클타임을 감소시켜 작업 속도를 획기적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 회전형 매거진(10)의 최적화된 구조를 통해 로봇 자세의 제한을 받지 않고 다양한 자세에서 볼트 공급을 수행할 수 있다.

지금까지 본 발명에 따른 볼트 공급 장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 회전형 매거진 11: 터렛
111: 센터홀 112: 수용홈
12: 베이스판 13: 하우징
14,15: 클램핑 돌기 16: 마그넷
17,18: 부싱
20: 매거진셔틀 21: 메인몸체
22: 셔틀모터 23: 셔틀 클램프 실린더
25: 셔틀 이송부 26: 셔틀블럭
30: 너트 러너 31: 드라이빙 비트
40: 파츠피더 50: 로봇 모듈
51: 로테이션모터 55: 클램프 실린더
60: z축 이송부 61: z축 이송실린더
62: z축 이송블럭 63: 체결브라켓
70: x축 이송부 71: x축 이송실린더
72: x축 이송블럭 73: 체결브라켓
90: 볼트 91: 볼트헤드
92: 볼트몸체

Claims

복수개의 볼트를 인덱싱하는 회전형 매거진; 및
상기 회전형 매거진의 볼트를 하나씩 픽업하여 드라이빙 작업을 수행하는 드라이빙 비트를 갖는 너트 러너를 포함하여 이루어지고,
상기 회전형 매거진은,
원주 방향으로 복수개의 볼트를 수용하며 회전에 의해 볼트를 상기 너트 러너로 위치시키는 터렛을 구비하는 볼트 공급 장치.
제1 항에 있어서,
상기 터렛을 회전시키고 상기 회전형 매거진을 너트 러너를 향해 이송시키는 로봇 모듈을 포함하는 볼트 공급 장치.
제2 항에 있어서,
상기 로봇 모듈은:
터렛의 센터홀에 연결되어 터렛을 회전시키는 로테이션모터; 및
상기 로테이션모터를 z축 방향으로 이동시켜 회전형 매거진을 드라이빙 비트를 향해 이송시키는 z축 이송부를 구비하는 볼트 공급 장치.
제3 항에 있어서,
상기 로봇 모듈은,
상기 z축 이송부를 z축에 대해 직교하는 방향으로 이동시켜 회전형 매거진을 드라이빙 비트를 향해 이송시키는 x축 이송부를 더 구비하는 볼트 공급 장치.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회전형 매거진은 터렛을 회전 가능하게 지지하는 하우징을 구비하고,
상기 하우징에 드라이빙 비트를 통과 가능하게 하는 절개부가 형성되는 볼트 공급 장치.
제5 항에 있어서,
하우징의 축 방향으로 적어도 일측에 클램핑 돌기가 형성되고,
상기 로봇 모듈에 클램핑 돌기를 삽입시켜 클램핑 돌기를 결합 및 결합해제하는 클램프 실린더가 구비되는 볼트 공급 장치.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 터렛의 원주 방향 둘레를 따라 볼트를 수용하는 수용홈이 요입 형성되며, 상기 수용홈은 볼트몸체보다 큰 단면적으로 이루어지고 볼트헤드보다 작은 단면적으로 이루어지는 볼트 공급 장치.
제7 항에 있어서,
수용홈의 측면에 볼트몸체를 고정시키는 마그넷이 구비되는 볼트 공급 장치.
제2 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
회전형 매거진의 축 방향으로 로봇 모듈의 반대측에서 복수개의 회전형 매거진을 결합 가능하게 이루어지는 매거진셔틀을 포함하며,
상기 매거진셔틀은 상기 터렛을 회전시키고, 볼트가 채워진 회전형 매거진 또는 볼트가 비워진 회전형 매거진을 결합시키는 볼트 공급 장치.
제9 항에 있어서,
상기 매거진셔틀은 터렛의 센터홀에 연결되어 터렛을 회전시키는 셔틀모터를 구비하며,
상기 회전형 매거진은 터렛을 회전 가능하게 지지하는 하우징을 구비하고, 상기 하우징의 축 방향으로 양측에 클램핑 돌기가 형성되며,
상기 매거진셔틀은 클램핑 돌기를 삽입시켜 클램핑 돌기를 결합 및 결합해제하는 셔틀 클램프 실린더를 구비하고,
상기 셔틀모터 및 셔틀 클램프 실린더는 복수개의 쌍으로 이루어지는 볼트 공급 장치.
제10 항에 있어서,
상기 매거진셔틀을 이동시켜 회전형 매거진을 볼트를 정렬하여 공급하는 파츠피더로 이송시키는 셔틀 이송부를 더 구비하는 볼트 공급 장치.
제7 항에 있어서,
상기 회전형 매거진에 장착하려는 볼트의 개수가 n개인 경우, 상기 수용홈의 개수는 n+1개로 이루어지는 볼트 공급 장치.
제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 드라이빙 비트는 볼트헤드와의 결합시 자체로 회전되어 볼트헤드와 맞물리는 볼트 공급 장치.